In the recent ITER-Like Wall experiment at JET, tungsten (W) and beryllium (Be) are used as the first wall plasma-facing materials. Due to the plasma–wall interactions, these materials will erode, be transported, re-deposit and mix. We present the first computational, atomistic, systematic study on the W–Be material mixing under fusion-relevant conditions. To this end, W surfaces were irradiated by Be, varying the impacting energy and angle, followed by annealing the mixed W–Be layers. At low energies, a Be layer is deposited on W, suppressing the W erosion. The materials mix as the W atoms migrate towards the Be layer due to the heat of mixing. Be2 and BeW molecules eroded, both physically (dimer sputtering) and chemically (sputter etching). All the mixed layers show an underlying hcp-like Be structure and the Be : W ratios are close to those in the intermetallic phases (Be2W—Be12W). However, no crystalline alloy structure formed, even after annealing. Further, we present a geometrical model for the angular dependence of the Be reflection, which strongly affects the W sputtering.
最近のITER類似壁実験では、タングステン（W）とベリリウム（Be）が第一壁のプラズマ対向材料として使用されている。プラズマと壁の相互作用により、これらの材料は侵食され、輸送され、再堆積し、混合する。我々は、核融合関連条件下でのW–Be材料混合に関する初の計算機的・原子論的・系統的研究を提示する。この目的のため、W表面にBeを照射し、入射エネルギーと角度を変化させ、その後、混合したW–Be層をアニーリングした。低エネルギーでは、Be層がW上に堆積し、Wの侵食を抑制する。材料は、W原子が熱の混合によりBe層に向かって移動するにつれて混合する。Be2およびBeW分子は、物理的（二量体スパッタリング）および化学的（スパッタエッチング）の両方で侵食された。すべての混合層は、下層にhcp構造のBe構造を示し、Be：W比は金属間化合物相（Be2W–Be12W）のそれに近い。しかし、アニーリング後も結晶性合金構造は形成されなかった。さらに、Wスパッタリングに強く影響するBe反射の角度依存性に関する幾何学的モデルを提示する。